Б41

Б41 (англ. B41) — российский 16-разрядный микроконтроллер, разработанный зеленоградской фирмой Kedah Electronics Engineering в 2004 году.

Общие сведения

Микроконтроллер В41 реализован в виде заказной СБИС и относится к классу изделий «Система на кристалле». Основу микроконтроллера составляет 16-разрядное процессорное ядро с общим адресным пространством для программ и данных и CISC системой команд с развитым механизмом адресации. Интерпретация CISC команд осуществляется при помощи встроенных мини-программ внутреннего RISC-подобного ядра. Разрядность шины адреса в текущей реализации составляет 24 разряда, в то же время архитектура процессора позволяет расширить разрядность шины адреса до 32 разрядов.

Минимальный адресуемый элемент памяти, к которому допускается обращение — 16-разрядное слово. Для доступа к отдельным байтам в памяти используются специальные команды. Всё адресное пространство разбито на непересекающиеся сегменты по 64 К слов. Доступ к памяти внутри сегмента осуществляется в командах с помощью регистров-указателей или непосредственно, с использованием прямой адресации. Доступ к конкретным сегментам осуществляется с помощью сегментных регистров, содержимое которых фактически является расширением адреса, заданного в указателе или непосредственно при использовании прямой адресации.

Регистры периферийных устройств представлены в общем адресном пространстве микроконтроллера как ячейки памяти и размещены в конце адресного пространства нулевого сегмента. Для доступа к регистрам периферийных устройств используется основной набор команд процессора.

Механизм обработки прерываний микроконтроллера построен на основе переключения полных контекстов (наборов регистров). Один контекст представляет собой набор из 16 регистров. В этот набор входят 4 указателя общего назначения, указатель верхушки стека, два регистра-счётчика, регистр статических флагов, регистр состояния, указатель инструкций и шесть сегментных регистров, которые обеспечивают адресацию к памяти за пределами одного сегмента.

При обработке прерывания от периферийного устройства контроллер прерываний переключает процессор на соответствующий контекст (назначенный для этого устройства), и далее исполнение программы производится в соответствии с содержимым нового контекста. Таким образом, исключаются затраты на сохранение содержимого указателя инструкций и регистра состояния в стеке, на загрузку нового содержимого этих регистров, а также на сохранение в стеке других регистров, которые должны использоваться в обработчике прерываний.

В состав микроконтроллера входит 16-разрядный DSP-модуль, который обеспечивает выполнение операций целочисленного умножения с накоплением (48-разрядный сумматор) и деления.

Набор интерфейсов общего назначения

• 16-разрядное 4-х контекстное процессорное ядро B41-core
• MAC-модуль (16-разрядное умножение, умножение с накоплением и деление)
• Контроллер прерываний
• Криптографический модуль
• Пермутатор (для Bluetooth устройств)
• CVSD-кодек
• Интерфейс радиомодуля (RMI)
• Последовательный синхронный интерфейс SPI
• Цифровой аудио интерфейс PCM
• 2-х проводной интерфейс I2C
• Последовательный асинхронный интерфейс UART
• Ведущий JTAG-порт
• 4 параллельных байтовых порта ввода-вывода
• Мультиплексор выводов
• 4 программируемых 16-разрядных таймера
• Системный таймер 256 Гц
• Сторожевой таймер WDT
• Блок синхронизации (управление генераторами и тактовой частотой)
• Регистр управления режимом Sleep.
• Интерфейс внешней памяти (блок EMI)
• Встроенное ПЗУ с начальным загрузчиком (1Kx16)
• Встроенное ОЗУ ёмкостью 32Kx16(64КБ)

Особенности архитектуры

Процессорное ядро B41 спроектировано с использованием механизма интерпретации CISC команд при помощи встроенных мини-программ внутреннего RISC-подобного ядра. Поэтому с точки зрения программиста процессорное ядро представляет собой традиционную CISC платформу, для которой характерна развитая система команд с широким набором способов адресации, позволяющих выполнение операций над операндами, размещёнными не только в регистрах процессора, но и непосредственно в памяти. Другой особенностью процессорного ядра является 4-х контекстная архитектура.

Процессорное ядро B41 имеет следующие характеристики:

• Единое адресное пространство для программ и данных
• Разрядность шины данных, АЛУ и адресных регистров — 16 разрядов
• Разрядность сегментных регистров — 8 разрядов в текущей версии, max = 16 разрядов
• Разрядность адресной шины — 24 разряда в текущей версии, max = 32 разряда
• Адресация команд и данных — словная (16 разрядов)
• Сегментная (страничная) организация адресного пространства с непересекающимися сегментами. Размер адресуемой памяти определяется реальной разрядностью сегментных регистров (от 0 до 16 разрядов)
• Система команд с развитым механизмом адресации операндов
• Количество РОН: 7 на контекст
• Количество сегментных регистров: 6 на контекст
• 4-х контекстная архитектура (4 набора регистров, включая указатели стека, инструкций и регистры состояний)
• Переход на обработку прерывания с аппаратным включением связанного с прерыванием контекста (обеспечивает немедленную реакцию на прерывание)
• Механизм многократного выполнения текущей команды (мини-программный цикл)
• Механизм ветвления по флагам пользователя
• Число тактов выполнения команды типа «регистр — регистр»: 1.

Программное обеспечение

В качестве средств разработки и отладки прикладного программного обеспечения для микроконтроллера B41 поставляется комплект разработчика B41 SDK. В состав B41 SDK входят отладочный монитор-загрузчик B41 Loader, оптимизирующий компилятор с языка GNU GCC C/C++, Binutils(as, ld,…), операционная система [sourceforge.net/projects/b41os/ B41OS].

Группа разработчиков

Сергей Богуш, Равиль Волков, Олег Жихарев, Михаил Дябин, Игорь Панкратов, Игорь Черентаев , Дмитрий Желобаев, Илья Бернгардт, Михаил Игнатов, Игорь Смирнов, Андрей Смирнов.

Ссылки

• [www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/micros/b_41.htm Микроконтроллер B41: система на кристалле для портативных радиоустройств] (рус.).
• [www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/communicate/b_41rc.htm Радиоконтроллеры семейства B41-RC. Радиомодем и управляющий контроллер в одном модуле] (рус.).

К:Википедия:Изолированные статьи (тип: не указан)

Отрывок, характеризующий Б41

– А я помню: мне сказали, что ты под капустою родилась, – сказала Наташа, – и помню, что я тогда не смела не поверить, но знала, что это не правда, и так мне неловко было.
Во время этого разговора из задней двери диванной высунулась голова горничной. – Барышня, петуха принесли, – шопотом сказала девушка.
– Не надо, Поля, вели отнести, – сказала Наташа.
В середине разговоров, шедших в диванной, Диммлер вошел в комнату и подошел к арфе, стоявшей в углу. Он снял сукно, и арфа издала фальшивый звук.
– Эдуард Карлыч, сыграйте пожалуста мой любимый Nocturiene мосье Фильда, – сказал голос старой графини из гостиной.
Диммлер взял аккорд и, обратясь к Наташе, Николаю и Соне, сказал: – Молодежь, как смирно сидит!
– Да мы философствуем, – сказала Наташа, на минуту оглянувшись, и продолжала разговор. Разговор шел теперь о сновидениях.
Диммлер начал играть. Наташа неслышно, на цыпочках, подошла к столу, взяла свечу, вынесла ее и, вернувшись, тихо села на свое место. В комнате, особенно на диване, на котором они сидели, было темно, но в большие окна падал на пол серебряный свет полного месяца.
– Знаешь, я думаю, – сказала Наташа шопотом, придвигаясь к Николаю и Соне, когда уже Диммлер кончил и всё сидел, слабо перебирая струны, видимо в нерешительности оставить, или начать что нибудь новое, – что когда так вспоминаешь, вспоминаешь, всё вспоминаешь, до того довоспоминаешься, что помнишь то, что было еще прежде, чем я была на свете…
– Это метампсикова, – сказала Соня, которая всегда хорошо училась и все помнила. – Египтяне верили, что наши души были в животных и опять пойдут в животных.
– Нет, знаешь, я не верю этому, чтобы мы были в животных, – сказала Наташа тем же шопотом, хотя музыка и кончилась, – а я знаю наверное, что мы были ангелами там где то и здесь были, и от этого всё помним…
– Можно мне присоединиться к вам? – сказал тихо подошедший Диммлер и подсел к ним.
– Ежели бы мы были ангелами, так за что же мы попали ниже? – сказал Николай. – Нет, это не может быть!
– Не ниже, кто тебе сказал, что ниже?… Почему я знаю, чем я была прежде, – с убеждением возразила Наташа. – Ведь душа бессмертна… стало быть, ежели я буду жить всегда, так я и прежде жила, целую вечность жила.
– Да, но трудно нам представить вечность, – сказал Диммлер, который подошел к молодым людям с кроткой презрительной улыбкой, но теперь говорил так же тихо и серьезно, как и они.
– Отчего же трудно представить вечность? – сказала Наташа. – Нынче будет, завтра будет, всегда будет и вчера было и третьего дня было…
– Наташа! теперь твой черед. Спой мне что нибудь, – послышался голос графини. – Что вы уселись, точно заговорщики.
– Мама! мне так не хочется, – сказала Наташа, но вместе с тем встала.
Всем им, даже и немолодому Диммлеру, не хотелось прерывать разговор и уходить из уголка диванного, но Наташа встала, и Николай сел за клавикорды. Как всегда, став на средину залы и выбрав выгоднейшее место для резонанса, Наташа начала петь любимую пьесу своей матери.
Она сказала, что ей не хотелось петь, но она давно прежде, и долго после не пела так, как она пела в этот вечер. Граф Илья Андреич из кабинета, где он беседовал с Митинькой, слышал ее пенье, и как ученик, торопящийся итти играть, доканчивая урок, путался в словах, отдавая приказания управляющему и наконец замолчал, и Митинька, тоже слушая, молча с улыбкой, стоял перед графом. Николай не спускал глаз с сестры, и вместе с нею переводил дыхание. Соня, слушая, думала о том, какая громадная разница была между ей и ее другом и как невозможно было ей хоть на сколько нибудь быть столь обворожительной, как ее кузина. Старая графиня сидела с счастливо грустной улыбкой и слезами на глазах, изредка покачивая головой. Она думала и о Наташе, и о своей молодости, и о том, как что то неестественное и страшное есть в этом предстоящем браке Наташи с князем Андреем.
Диммлер, подсев к графине и закрыв глаза, слушал.
– Нет, графиня, – сказал он наконец, – это талант европейский, ей учиться нечего, этой мягкости, нежности, силы…
– Ах! как я боюсь за нее, как я боюсь, – сказала графиня, не помня, с кем она говорит. Ее материнское чутье говорило ей, что чего то слишком много в Наташе, и что от этого она не будет счастлива. Наташа не кончила еще петь, как в комнату вбежал восторженный четырнадцатилетний Петя с известием, что пришли ряженые.
Наташа вдруг остановилась.
– Дурак! – закричала она на брата, подбежала к стулу, упала на него и зарыдала так, что долго потом не могла остановиться.
– Ничего, маменька, право ничего, так: Петя испугал меня, – говорила она, стараясь улыбаться, но слезы всё текли и всхлипывания сдавливали горло.
Наряженные дворовые, медведи, турки, трактирщики, барыни, страшные и смешные, принеся с собою холод и веселье, сначала робко жались в передней; потом, прячась один за другого, вытеснялись в залу; и сначала застенчиво, а потом всё веселее и дружнее начались песни, пляски, хоровые и святочные игры. Графиня, узнав лица и посмеявшись на наряженных, ушла в гостиную. Граф Илья Андреич с сияющей улыбкой сидел в зале, одобряя играющих. Молодежь исчезла куда то.
Через полчаса в зале между другими ряжеными появилась еще старая барыня в фижмах – это был Николай. Турчанка был Петя. Паяс – это был Диммлер, гусар – Наташа и черкес – Соня, с нарисованными пробочными усами и бровями.
После снисходительного удивления, неузнавания и похвал со стороны не наряженных, молодые люди нашли, что костюмы так хороши, что надо было их показать еще кому нибудь.
Николай, которому хотелось по отличной дороге прокатить всех на своей тройке, предложил, взяв с собой из дворовых человек десять наряженных, ехать к дядюшке.
– Нет, ну что вы его, старика, расстроите! – сказала графиня, – да и негде повернуться у него. Уж ехать, так к Мелюковым.
Мелюкова была вдова с детьми разнообразного возраста, также с гувернантками и гувернерами, жившая в четырех верстах от Ростовых.